[实用新型]一种串联电容电压动态平衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容电路领域，具体是一种串联电容电压动态平衡电路。

背景技术

电容由于受材料工艺的限制，电容器的阻抗不同，使得两组电容串联后的分压不均，就极有可能造成电容的压降超过其耐压值，过压击穿，因此需要采取一些措施来保持两个电容值压降相等。最常见的方法是在电容器两端并联上大小相等的电阻，为了能起到均压作用，要求电阻值的选取要小于电容的阻抗，使得流过电阻的电流远大于电容的漏电流。但这种方法的缺点是：当电阻两端的电压很高时，会有很大的功率损耗，使得系统效率降低。在已公开的专利中也有一些相关技术方案，有的结构复杂，成本高可靠性差。

实用新型内容    本实用新型的目的是提供一种串联电容电压动态平衡电路，以解决现有技术电容串联均压电路功率损耗大，效率低的问题，以较小的功率消耗实现串联电容上的电压动态平衡，另外电路成本低。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种串联电容电压动态平衡电路，其特征在于：包括NPN型三极管V1、PNP型三极管V2，三极管V1的集电极通过第一电阻组与直流母线的正极连接，三极管V1的发射极与三极管V2的发射极连接，三极管V2的集电极通过第二电阻组与直流母线的负极连接，所述直流母线的正、负极之间串联有电容C1、电容C2，电容C1和电容C2的中点CM与三极管V1、V2发射极之间中点连接，三极管V1和三极管V2的基极相连，且三极管V1的基极通过第三电阻组与直流母线正极连接，三极管V2的基极通过第四电阻组与直流母线的负极连接。

所述的一种串联电容电压动态平衡电路，其特征在于：所述第一电阻组由电阻R1和电阻R2串联构成，第二电阻组由电阻R3和电阻R4串联构成，且R1=R2=R3=R4；所述第三电阻组由电阻R5和电阻R6串联构成，第四电阻组由电阻R7和电阻R8串联构成，且R5=R6=R7=R8。

本实用新型的优点是：1、本装置可以使用在任意类型、任意容量的电容器组中， 电容器的容量不影响三极管的选型，且三极管不需要承受大电流、高电压，从而降低了成本。2、不需要使用大功率电阻，电压动态自平衡调整。3、相比于传统的电阻均压方式，本实用新型功耗得到了显著降低。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型电容C1电压偏高时，均压时等效电路图。

图3是本实用新型电容C2电压偏高时，均压时等效电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种串联电容电压动态平衡电路，包括NPN型三极管V1、PNP型三极管V2，三极管V1的集电极通过第一电阻组与直流母线的正极连接，三极管V1的发射极与三极管V2的发射极连接，三极管V2的集电极通过第二电阻组与直流母线的负极连接，直流母线的正、负极之间串联有电容C1、电容C2，电容C1和电容C2的中点CM与三极管V1、V2发射极之间中点连接，三极管V1和三极管V2的基极相连，且三极管V1的基极通过第三电阻组与直流母线正极连接，三极管V2的基极通过第四电阻组与直流母线的负极连接。

第一电阻组由电阻R1和电阻R2串联构成，第二电阻组由电阻R3和电阻R4串联构成，且R1=R2=R3=R4；第三电阻组由电阻R5和电阻R6串联构成，第四电阻组由电阻R7和电阻R8串联构成，且R5=R6=R7=R8。

设PV+与PV-之间的电压为U，电容C1两端电压为Uc1，电容C2两端的电压为Uc2，Uc1、Uc2和U三者之间的关系必然满知足：U=Uc1+Uc2。由于R5、R6、R7、R8的阻值相等，所以B点的电压UB=1/2U。

如图1所示，若Uc1=Uc2=1/2U，则B和E之间的电压差为0，三极管V1和V2仍保持关断，电容C1和C2的压降保持不变，三极管V1的开通电压记为Ut，三极管V2的开通电压记为-Ut,如果C1和C2的电压差绝对值小于Ut，则B和E之间的电压差绝对值小于Ut，三极管V1和V2仍保持关断状态，电容C1和C2的压降保持不变。

如图2所示，若电容C1和C2的电压差值增大，当Uc1-Uc2>Ut时，则B和E两点的电压差大于三极管的开通电压Ut。此时三极管V1开通，V2关断，电容器C1通过V1向第一电阻组R1和R2放电，直到Uc1-Uc2<Ut。

如图3所示，若电容C1和C2的电压差值减小，当Uc1-Uc2<-Ut时，则B和E两点的负压差小于三极管的开通电压-Ut。此时三极管V1关断，V2开通，电容器C2通过V2向第二电阻组R3和R4放电，直到Uc1-Uc2>-Ut。